Измерьте расстояние до галактик
С момента своего открытия около четырех лет назад GN-z11, обнаруженная в созвездии Большой Медведицы, считается самой далекой и самой старой известной галактикой в наблюдаемой Вселенной. И не зря, согласно наблюдениям Хаббла, астрономы подсчитали, что этот объект был сформирован более или менее 13,4 миллиарда лет назад. Или примерно через 400 миллионов лет только после Большого взрыва.
В новом исследовании группа астрономов во главе с Нобунари Касикава из Токийского университета попыталась уточнить эти измерения. Для этого они использовали широко используемую в космологии технику красного смещения.
Конкретно, по мере того, как свет проходит огромные расстояния во вселенной, его длины волн растягиваются по мере того, как вселенная расширяется, вытягивая все больше в сторону красного. Другими словами, чем дольше фотон проходит через расширяющееся пространство, тем больше его длина волны растягивается в результате этого расширения. Измеряя красное смещение галактики, исследователи могут затем точно определить, как далеко она находится.
Согласно исследовательской работе, опубликованной в журнале , команда нацелилась на определенные химической сигнатуры, называемые эмиссионными линиями, которые, как известно, запечатлевают различные узоры в свете далеких объектов. Измеряя, насколько растянуты эти выявляющие сигнатуры, астрономы смогли затем определить, насколько далеко распространяется свет от целевой галактики, выявляя расстояние до самой галактики.
«Мы сосредоточились на ультрафиолетовом свете, потому что именно в этой области электромагнитного спектра мы ожидали обнаружить химические сигнатуры с красным смещением«, — объясняет Нобунари Касикава.
Используя спектроскопические наблюдения в ближней инфракрасной области спектра с использованием спектрографа MOSFIRE, доступного в обсерватории WM Keck на Гавайях, Касикава и его команда определили значение ее «красного смещения» (z = 10,957) в 100 раз. Эти измерения подтвердили, что GN-z11 действительно самый далекий объект, когда-либо наблюдаемый человечеством, образовавшийся 13.4 миллиарда лет назад. В то время Вселенная составляла лишь 3% от своего сегодняшнего возраста.
В сотрудничестве с командой под руководством Линьхуа Цзяна из Пекинского университета астрономы также объясняют, что эти фотоны, которые позволили определить расстояние до GN-z11, изначально были очень мимолетными вспышками света. Во время этих наблюдений галактика выглядела в сотни раз ярче чуть менее чем на три минуты.